손장우 (Harrison Jangwoo Son)     넷매니아즈 | (주)엔앰씨컨설팅그룹 대표이사     son@netmanias.com

 

이 글은 현재(작성시점 기준)까지 KT와 SK Telecom의 보도자료, 발표자료, 넷매니아즈와의 인터뷰 등을 통해 오픈한 팩트를 기반으로 작성했다. 양사는 앞으로도 5G망을 고도화해 나갈 것이고 넷매니아즈에서는 이를 지속적으로 분석하여 업데이트할 예정이다.

 

First Release: 2019.03.29  

Last Updated: 2019.10.31

 

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1. 전체 5G망 구조 2. Edge Cloud의 위치 3. 5G 통신 방식의 가치  4. 5G Core: NSA와 SA 5. 5G RAN: CU-DU-RU 6. 5G Fronthaul: DU와 RU간 7. 5G B2B Service 8. 기업용 On-Site 5G망 구축 (B2B, Private 5G) : updated 10.31 9. 기업용 5G 서비스 10. 5G 인빌딩 중계기 11. 약어표

 

 

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KT와 SK Telecom은 작년 12월에 세계 최초로 B2B 5G 서비스를 상용화했고, 올해 4월 3일에 역시 세계 최초로 5G B2C 서비스(스마트폰)를 상용화했다. 이 시점에서,

 

넷매니아즈에서는 KT와 SK Telecom의 5G망 구축 현황과 추구하는 5G 가치의 차이점 등을 정리해본다.

 

 

1. 전체 5G망 구조

 

5G망 구조는 기능적으로 5G Core망과 5G RAN으로 구분할 수 있고, 이들이 통신사업자망내 지리적으로 배치되는 Central Cloud와 Edge Cloud로 구분할 수 있다. 

 

KT	SK Telecom
KT 5G 망구조: 5G 코어, 5G RAN, 5G 에지 클라우드 pdf 파일 다운로드  (2019.06.12 updated)	SK Telecom의 5G 망구조: 5G 코어, 5G RAN,  5G 에지 클라우드 (MEC) pdf 파일 다운로드 (2019.08.14 updated)

 

 

2. Edge Cloud의 위치 (Edge Cloud: GW-U/UPF, CU, MEC가 위치함)

 

KT (8)	SK Telecom (2)
구로, 혜화, 대전, 대구, 광주, 부산, 제주, 원주 출처: KT, 2019.03.26	성수, 둔산 출처: KT, 2019.03.26
출처: KT, 2019.03.06	출처: SK Telecom, 2019.03.14
KT, 서울 및 부산에 5G 특화서비스 전용 ‘5G IT 에지 클라우드’ 구축 완료 출처: KT, 2019.05.13   IT Edge Cloud 소개 출처: KT, 2019.06.10	출처: SK Telecom, 2019.03.24
현재 8개의 Edge Cloud를 향후 수십개로 확대하겠다. 출처: KT, 2019.06.25	"SK텔레콤은 전국 주요 거점지역의 5G 네트워크망에 총 12개의 ‘모바일 엣지 컴퓨팅(MEC; Mobile Edge Computing)’을 구축할 계획이다"라고 발표 출처: SK Telecom, 2019.07.18   12개중 4개는 2019년에 구축, 8개는 2020년에 구축 출처:  SK Telecom, 오픈소스 기반의 MEC 개요 및 주요 Global Player 동향, 2019.10.31   고객사내 (On-Premise/On-Site) 5G RAN과 MEC를 구축해주는 초(超)에지 전략 발표 출처: 2019.08.13

 

5G 에지(Edge)는 4G 시대에는 없었던 5G망의 가장 큰 특징 중 하나이다.

 

5G가 추구하는 서비스는 "모바일 단말에게 마치 유선 광케이블이 직접 연결되어 있는 것 같은 초저지연, 대용량 서비스 제공"이라고 요약할 수 있다.

 

5G 에지는 이를 실현시켜주는 네트워크 인프라로, 통신사업자에게는 신규 수익 창출을 가져다 주며 이용자에게는 기존 4G와 다른 새로운 경험 (UX: User Experience)를 제공해준다.  

 

KT는 지난 3월 6일 전국 8개 지점(구로, 혜화, 대전, 대구, 광주, 부산, 제주, 원주)에 에지 클라우드를 구축했다고 밝혔다. 에지 클라우드에는 5G Core의 UP (GW-U / UPF)와 5G RAN의 CU가 가상화되어 위치하며, 또한 단말과 근거리에서 단말을 위한 데이터 처리를 수행하는 모바일 에지 컴퓨팅 (MEC: Mobile Edge Computing) 서버들도 위치한다. Central Cloud는 구로 등에 위치하며 5G Core CP (GW-C / UDR, UDM, PCF, SMF, AMF 등)가 가상화되어 위치한다.

 

SK Telecom도 3월 14일 에지 클라우드/MEC를 구축했다고 발표했다. 그 지점이 교환국(4G Core가 위치한 국사)이라고만 언급했고 몇개 지점에 구축했는 지는 밝히지 않았다. 근데, 위 회색 바탕에 야광 그림(출처: KT, 2019.03.26)를 보면 SK Telecom의 에지 클라우드는 서울의 성수와 대전의 둔산의 두 곳임을 알 수 있다.   

 

5G 시대에서 초저지연, 대용량 서비스를 효율적으로 제공해주기 위해 통신사업자망내에 구축하는 에지 클라우드(이용자와 가까운 거리에서 GTP 모바일 세션을 종단시키고 AR/VR, V2X, Smart X/Y/Z 등의 IP 서비스를 제공)의 전개는 KT가 현재는 가장 앞서 나가고 있음을 볼 수 있다.  

 

[업데이트] KT는 2019.06.25에 "현재 8개의 에지 클라우드를 향후 수십개로 확대하겠다"고 발표했다.

[업데이트] SK Telecom은 2019.07.18에 "SK텔레콤은 전국 주요 거점지역의 5G 네트워크망에 총 12개의 ‘모바일 엣지 컴퓨팅(MEC; Mobile Edge Computing)’을 구축할 계획이다."라고 발표했다.

[업데이트] SK Telecom은 2019.08.13에 고객사내 On-Site/Premise에 5G RAN과 MEC를 구축해주는 초에지 전략을 발표했다.

 

 

3. 5G 통신 방식의 가치 (5G 단독 or 5G+LTE 결합: 어느 게 좋지?)

 

KT	SK Telecom
5G 단독 (5G First)   강조점: Latency (10ms)     출처: KT, 2019.03.26	5G+LTE 결합   강조점: 속도 (2.7Gbps)     출처: SK Telecom, 2019.03.13
	출처: SK Telecom, 2019.03.24

 

5G의 가치로 KT는 초저지연(ms)을, SK Telecom은 속도(bps)를 강조하고 있다. 

 

KT의 5G 단독(LTE와 결합하지 않음)은 bps로 재는/측정하는 속도는 5G+LTE 결합보다는 느리지만, 5G가 단말과 기지국간의 에어 구간에서 latency가 작고 (5G의 초저지연 특성 = Air 구간 = 5G 프레임 사이즈 1ms, LTE 프레임 사이즈는 10ms), KT 에지 클라우드를 나라 곳곳 (8개 도시)에 구축하여 Latency가 10ms로 작게 실현하여 응용의 응답시간을 대폭 낮추어 준다고 강조하고 있다. 반면에 5G+LTE 결합은 두 경로로 데이타가 전달되어 오기 때문에 LTE의 Latency로 하향 평준화된다는 주장이다. 

 

웹써핑(한 페이지 화면을 위해 하나하나 이미지마다 TCP 세션을 맺고 순차적으로 받아야 하는)이나 VR(10ms 정도의 MTP(Motion to Photon)지연을 요구)같은 응용에는 5G 단독이 유리할 것이고, 대용량 파일 다운로드(하나의 TCP 세션)같은 응용에는 5G+LTE 결합이 유리할 것이다. 

 

[업데이트] SK Telecom은 2019.04.03에 "5GX 터보 모드(4g+5G dual connectivity)와 5GX 초저지연 모드(5G only)를 모두 지원한다"고 발표함

 

 

4. 5G Core

 

4G와 5G(NSA: None-Standalone, SA: Standalone)의 Core망 구조는 아래 그림과 같다. 양사 모두 현재 상용화한 5G Core 버전은 NSA이며 SA는 내년 상용화 예정이다. 5G NSA 코어망은 아래 그림에서 2와 3의 구조를 가질 수 있으며, KT의 경우 3에 해당(출처)한다. SKT(출처)와 LG U+(출처)는 2의 구조일 것으로 판단된다.

 

 

KT	SK Telecom
5G NSA 상용화 (5G SA는 2020년)	5G NSA 상용화 (5G SA는 2020년)
삼성, 시스코	삼성 등
2018.11.14: KT, CUPS 기술의 5G 초저지연 코어 장비 구축완료   2019.04.04 상용화 버전은 왼쪽 그림임 (GW-C, GW-U)	출처     출처: SK Telecom, 2019.03.24

 

국내 이통 3사는 EPC 코어를 사용하고 eNB와 gNB간에 Dual Connectivity를 제공하는 5G NSA Option 3 (eNB가 Mobility Anchor)이다. Option 3은 3/3a/3x로 나누어지며 국내 이통사의 경우 모두 Option 3x이다.

 

5G Migration Option들에 관해서는 아래 블로그를 참고하세요.

• 넷매니아즈 Tech-Blog, LTE to 5G Migration: Part 1. 5G deployment 옵션과 NSA/SA
• 넷매니아즈 Tech-Blog, LTE to 5G Migration: Part 2. NSA 5G에서의 데이터 전송 경로
• 넷매니아즈 One-Shot, 5G NSA Option 3a/3x - Generic Operation

 

5. 5G RAN (셀사이트)

 

KT	SK Telecom
3.5GHZ, 100MHz, 32TRX	3.5GHz, 100MHz, 32TRX
삼성, 에릭슨, 노키아	삼성, 에릭슨, 노키아
삼성	삼성
출처	출처
• 평창올림픽때는 DU에 RLC, MAC, PHY가 있고 RU에는 RF만 있었으나, 5G 상용망에서는 PHY계층을 H-PHY와 L-PHY로 분리하고 L-PHY가 RU로 들어감  • 3.5GHz(100MHz): SK Telecom과 동일함 • 28GHz(800MHz): SK Telecom과 동일할것으로 예상	• 3.5GHz(100MHz): CU와 DU가 국사에 위치,  RU는 셀사이트에 위치, DU와 RU간는 eCPRI • 28GHz(800MHz): CU는 국사에 위치,  DU와 RU는 일체형으로 셀사이트에 위치, CU와 DU간은 3GPP F1
출처: KT	출처
출처	출처: SK Telecom, 2019.03.24

 

* 양사 모두 2018년 12월에 3.5GHz (100MHz) 기지국이 상용화되었고 28GHz (800MHz) 기지국은 아직 상용화 안됨

 

5G RAN(gNB)은 CU(RRC, PDCP), DU(RLC, MAC, PHY-High), RU(PHY-Low, RF)로 나누어지며, 양사 모두 CU와 DU는 셀사이트가 아닌 자사 국사에 위치한다. DU와 RU간은 프론트홀망을 통해 연결되며 인터페이스는 eCPRI이다.

 

CU는 소프트웨어로 구현되며 국사내 서버에 가상화되어 탑재된다. DU는 현재는 전용 장비이며 추후 가상화될 것으로 예측된다. RU는 RF와 PHY-Low가 구현된 전용 장비로 셀사이트에 위치한다. 

 

 

6. 5G Fronthaul

 

CU와 DU간 구간 (F1 인터페이스), DU와 RU간 구간 (eCPRI)이 프론트홀에 해당한다. 현재 5G망(3.5GHz)은 RU만 셀사이트에 위치하며 따라서 DU와 RU간에 eCPRI 트래픽 (이더넷)을 나르는 망이 현재의 5G 프론트홀망이다. 이 프론트홀망을 KT는 Point-to-Point 토폴러지로 Passive WDM 장비로 구축했고 KT 용어로 '5G MUX'라고 한다. SK Telecom의 프론트홀망은 링 토폴러지이며 국사내 COT는 Active WDM 장비로 셀사이트의 RN은 Passive WDM 장비로 구축했다. 이를 SK Telecom 용어로 '5G-PON'이라고 한다.      

 

KT	SK Telecom
5G MUX (Passive WDM, P2P, eCPRI 25Gbps)   출처	5G-PON (Semi-Active, Ring, eCPRI 10Gbps)   출처   5G Fronthaul - 5G-PON (2019) 크게보기) >>
솔리드 등	HFR, 쏠리드, 코위버, 썬웨이브텍

 

 

7. 5G B2B Service (Vertical Market)

 

KT	SK Telecom
5G 스마트 팩토리 (2019.03.07)     5G 스마트 팩토리 (2019.03.06)     5G AR 안경 (2019.02.25)	5G 스마트 오피스 (2019.02.18)     5G 스마트 팩토리 (2018.12.11)

 

 

8. 기업용 On-Site 5G 망 구축 (B2B, Private 5G)

 

4G까지는 개인이 사용하는 폰 중심(B2C)으로 서비스가 설계되고, 이동통신망이 설계되어 왔다. 4G 기술과 차별점으로 내세우는 5G의 기술적인 특징은 대용량, 초저지연, 초연결이다. 5G의 기회는 5G의 특징을 활용한 예전부터 존재해 온 기존 제조업체으로의 침투이다. 국내에서도 이 방향으로, 새로운 비지니스 모델을 그려가고 있다. 아래 도표는 이러한 노력을 기울이고 있는 국내 통신사들의 접근 방식이 나타나 있다.  

 

KT	출처: KT, 통신사업자의 Network Slicing 관련 전망 및 요구 사항, 2019.09.26   출처: KT, '28GHz 기업 전용 5G 네트워크'세계 최초 개발 성공, 2019.10.31
SK Telecom	출처: SK Telecom 기자 간담회, 2019.08     출처: Case Study of Scaled-Up SKT 5G MEC Reference Architecture, 2019.07.31       출처: Netmanias One-Shot, 2019.10.25

 

 

9. 기업용 5G (전국형, 서비스형) 

 

KT	SK Telecom
기업용 5G 서비스 (2019.04.30) 서비스형, Not 구축형   출처

 

 

 

10. 5G 인빌딩 중계기 

 

KT	SK Telecom
인빌딩 5G RF 중계기 상용화 (2019.09.18)     출처     KT, 에릭슨과 국내 최초로 5G 스몰셀 솔루션 ‘RDS(Radio Dot System)’ 상용화 (2019.10.25)     출처	인빌딩 5G 광중계기 구축 시작 (2019.10.21)   출처

 

 

 

11. 약어 설명

 

AMF	Access and Mobility Management function		[5G NF] 단말에 대한 인증, 연결 관리, 이동성 관리를 지원하는 Control Plane NF이며, Session 관련 시그널링을 SMF에 전달하는 역할을 수행
AR	Augmented reality
B2B	Business-to-Business
B2C	Business-to-Customer
CU	Central Unit
CUPS	Control & User Plane Separation
DU	Distributed Unit
eCPRI	Enhanced Common Public Radio Interface
GW-U	SPGW - User Plane		CUPS 구조에서 데이타 처리 장비
GW-C	SPGW - Control Plane		CUPS 구조에서 신호 처리 장비
MEC	Mobile Edge Computing
MEP	Mobile Edge Platform
MME	Mobility Management Entity
NSA	Non-Standalone
NF	Network Function
RAN	Radio Access Network
RLC	Radio Link Control
RU	Radio Unit
PDCP	Packet Data Convergence Protocol
SA	Standalone
SMF	Session Management Function		[5G NF] 단말에 대한 Session 관리, IP 주소 관리, UPF 관리 및 QoS 제어를 수행하는 Control Plane NF임
UPF	User Plane Function		[5G NF] 단말 이동에 대한 Anchor Point 역할을 수행하며, 단말과 DN 사이의 Gateway 역할, Packet 처리/전달, Policy Enforcement 역할을 수행하는 User Plane NF
VR	Virtual reality
WDM	Wavelength-division multiplexing